Studyguide for Structured Computer Organization by Andrew S. Tanenbaum, ISBN 9780131485211 pdf epub mobi txt 電子書下載2026

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出版者:AIPI

作者:Cram101 Textbook Reviews

出品人:

頁數:276

译者:

出版時間:2010-1-11

價格:USD 32.95

裝幀:Paperback

isbn號碼:9781616983659

叢書系列:

圖書標籤:

計算機組織
計算機體係結構
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具體描述

探索計算機體係結構的核心：從硬件到軟件的嚴謹解析本書並非直接呈現《Structured Computer Organization by Andrew S. Tanenbaum, ISBN 9780131485211》中的具體章節或習題解答，而是以一種更為宏觀且深入的視角，引領讀者係統地理解計算機係統的組織結構。我們將從最基礎的層麵齣發，逐步構建起對現代計算設備運作原理的清晰認知。從邏輯門到指令集：理解計算機的語言我們首先會深入探討數字邏輯的基礎，從最基本的邏輯門（AND, OR, NOT, XOR等）開始，瞭解它們是如何組閤來執行算術和邏輯運算的。這部分內容將揭示計算機如何通過二進製的組閤與運算來處理信息。接著，我們將進入更高級的層麵，學習如何構建組閤邏輯電路和時序邏輯電路，例如加法器、寄存器、計數器等，這些是構成計算機核心部件的基本單元。隨後，我們將重點關注指令集體係結構（ISA）。這是硬件與軟件之間的橋梁，定義瞭處理器能夠理解和執行的指令集閤。我們將詳細分析不同類型的指令，包括數據傳輸指令、算術邏輯指令、控製流指令（如跳轉、分支）等，並探討指令編碼的原理。理解ISA是理解軟件如何在硬件上運行的關鍵。 CPU設計與微程序控製：中央處理器的奧秘在掌握瞭指令集之後，我們將步入中央處理器（CPU）的設計。這部分內容將詳細介紹CPU的組成部分，包括算術邏輯單元（ALU）、寄存器文件、控製單元等，並重點解析CPU如何執行指令的流水綫技術。流水綫是提高CPU性能的關鍵，我們將探討其工作原理、潛在的冒險以及如何解決這些問題。此外，我們還將深入研究CPU的控製單元設計。我們將詳細闡述微程序控製和硬連綫控製這兩種主流的控製方式，並分析它們各自的優缺點。對於微程序控製，我們將揭示微指令的概念，以及微程序如何一步步指導CPU完成指令的執行過程。存儲器係統：數據的組織與訪問計算機的性能很大程度上取決於其存儲器係統。本書將全麵剖析不同層級的存儲器，從速度最快的寄存器，到CPU內部的緩存（一級、二級、三級緩存），再到主存儲器（RAM），以及容量巨大但速度較慢的二級存儲（硬盤、固態硬盤）。我們將詳細講解緩存的工作原理，包括緩存的結構、映射方式（直接映射、全關聯映射、組相乾映射）、替換算法（LRU、FIFO）以及寫策略（寫迴、寫通）。理解緩存對於優化程序性能至關重要，因為它可以顯著減少CPU訪問主存儲器的次數。同時，我們還會探討主存儲器的組織方式，包括內存的尋址、編址以及如何與CPU進行數據交換。對於輔助存儲器，我們將簡要介紹其工作原理和在計算機係統中的作用。輸入/輸齣（I/O）係統：連接世界計算機並非孤立運行，它需要與外部世界進行交互。本部分內容將聚焦於輸入/輸齣（I/O）係統。我們將解析I/O設備（如鍵盤、鼠標、顯示器、網絡接口卡）如何連接到計算機係統，以及CPU如何與這些設備進行通信。我們將詳細介紹不同的I/O控製技術，包括程序查詢I/O、中斷驅動I/O和直接內存訪問（DMA）。DMA尤其重要，它允許I/O設備直接與主存儲器進行數據傳輸，而無需CPU的介入，從而大大提高瞭I/O效率。總綫係統：數據傳輸的動脈總綫是計算機係統中連接各個組件（CPU、存儲器、I/O設備）的通信通道。我們將深入研究不同類型的總綫，例如數據總綫、地址總綫和控製總綫，並探討總綫仲裁機製。總綫帶寬和總綫速度是影響係統性能的重要因素。層次化存儲器與虛擬存儲器：抽象與管理我們將進一步探討層次化存儲器設計的思想，以及虛擬存儲器這一強大的抽象機製。虛擬存儲器使得程序可以使用比物理內存更大的地址空間，並提供瞭內存保護和多道程序設計的支持。我們將解析頁式存儲管理、段式存儲管理以及它們的組閤，以及缺頁中斷的處理過程。性能評估與優化：讓計算機運行得更快理解計算機的組織結構最終是為瞭能夠更好地設計和優化它們。我們將討論一些基本的性能評估指標，如指令周期、時鍾周期、CPI（每指令時鍾周期數）、MIPS（每秒百萬指令數）等。同時，我們也會簡要介紹一些常見的性能優化技術，例如指令級並行、綫程級並行和多處理器係統。通過對以上這些關鍵概念的係統性梳理和深入剖析，本書旨在幫助讀者建立起對計算機係統組織的全麵而深刻的理解，從而為進一步學習操作係統、編譯器設計、計算機網絡等相關領域打下堅實的基礎。